1 المقدمة
مع الابتكار التكنولوجي والتطور السريع لتكنولوجيا الاتصالات ، يحتاج مستخدمو السيارات إلى أجهزة عرض طرفية أكثر سهولة وحداثة لتلبية الرسائل الفورية والملاحة والترفيه. تعد شاشات الكريستال السائل المُركبة على المركبات - من أهم الحلول. نظرًا لخصائصه الفريدة المتمثلة في الإضاءة ، وانخفاض استهلاك الطاقة ، والتلوين ، يتم استخدامه في السيارات لاستبدال - الشاشات الميكانيكية القديمة وتحقيق وظائف العرض الرقمي.
تحتوي شاشة العرض الكريستالية السائلة على مجموعة واسعة من التطبيقات في السيارات ، وتستخدم بشكل أساسي في - أدوات اللوحة ، والملاحة ، والترفيه متعدد الوسائط ، وتكييف الهواء وغيرها من المعدات ، لتوضح للمستخدمين سرعة السيارة ، وسرعة المحرك ، واستهلاك الوقود ، والمسافة المقطوعة ، الخرائط وشاشات DVD وقنوات الراديو ومسارات الأقراص المضغوطة. ، ودرجة الحرارة داخل السيارة ، وما إلى ذلك. هناك اختلافات كبيرة بين شاشات LCD للسيارة وشاشات LCD المنزلية العادية من حيث التكلفة والمتطلبات الفنية. تلخص هذه المقالة وتحلل وتقترح حلولاً مجدية للأعطال الشائعة لشاشات STN LCD التي يشيع استخدامها في المركبات.
2. التصنيف الأساسي لشاشات الكريستال السائل
يمكن تقسيم شاشات الكريستال السائل إلى شاشة مصفوفة سلبية وشاشات عرض مصفوفة نشطة وفقًا لطرق التحكم المختلفة. شاشات LCD ذات المصفوفة السلبية مقيدة بشكل كبير من حيث السطوع وزاوية الرؤية ، كما أن سرعة استجابتها بطيئة أيضًا. نظرًا لمشاكل جودة الصورة ، لا يساعد جهاز العرض هذا في تطوير شاشات سطح المكتب ، ولكن نظرًا لعوامل التكلفة المنخفضة ، تستخدم شاشات الكريستال السائل المركبة - في السيارة في الغالب شاشة LCD ذات مصفوفة سلبية [4].
يمكن تقسيم شاشة LCD المصفوفة السلبية إلى TN - LCD (Twisted Nematic - LCD ، LCD nematic الملتوية) ، STN - LCD (Super TN - LCD ، LCD nematic فائقة الالتواء ) و DSTN - LCD (مزدوج الطبقة STN - LCD ، طبقة مزدوجة Super Twisted Nematic LCD) [1].
شاشة الكريستال السائل هي عرض سلبي. لا يمكنها إصدار الضوء من تلقاء نفسها ويمكنها فقط استخدام ضوء البيئة المحيطة. مصادر الإضاءة الخلفية الرئيسية هي LED و EL و CCFL. يظهر هيكلها العام في الشكل 1 [5]. يمكن ملاحظة أن مبدأ العمل الرئيسي لشاشة العرض البلورية السائلة هو تغيير ترتيب أو تحريف جزيئات الكريستال السائل من خلال الأقطاب الكهربائية لنقل الضوء لتحقيق تأثير العرض.
STN - يتأثر لون شاشة LCD بشكل كبير بسماكة الخلية ، وسيؤدي التغيير الطفيف في سُمك الخلية إلى اختلاف مرئي أكثر وضوحًا. تتأثر بالاختلاف في سمك مادة الزجاج وعدم استقرار عملية تسطيح الكريستال السائل أثناء الإنتاج ، سيتم إنشاء نقاط مضيئة عند الحواف. من الصعب تجنب تسرب الضوء على حافة TN - LCD. ومع ذلك ، من الممكن التخلص من المشاعر الشخصية غير السارة عن طريق زيادة مساحة الغطاء لحافة شاشة LCD عند تصميم التجميع.
عملية طباعة طبقة المحاذاة الداخلية لشاشة LCD STN - غير مستقرة ، وسيؤدي الاختلاف في قطر حبيبات العزل إلى درجات مختلفة من لون الخلفية غير المتكافئ. على شاشة - عرض مزدوجة - بيضاء ، توجد عدة مناطق بيضاء على الخلفية السوداء ، والتي تكون واضحة بشكل خاص عند عرضها في الاتجاه المعاكس لزاوية العرض. في الوقت الحاضر ، يتم التحكم فيه عن طريق تعيين عينات حدية لفحص المظهر.
سيؤدي الاختلاف في - الأجهزة الكهربائية للمركبة مثل العدادات وأجهزة الراديو ووحدات التحكم في تكييف الهواء - إلى اختلافات في تأثيرات العرض نظرًا لتكاليفها المختلفة ومواصفات الشاشة المختلفة والتقنيات المختلفة المستخدمة. على سبيل المثال ، يكون تباين شاشة عرض جهاز التحكم في تكييف الهواء - باستخدام تقنية EBTN (الجزء السفلي الأسود الإضافي) أعلى بكثير من جهاز الاستقبال الذي يستخدم STN LCD العادي. ومع ذلك ، إذا تم استخدام شاشة LCD أفضل مثل TFT في الراديو والمشغل ، فستتضاعف تكلفة الراديو والمشغل.
في الوقت الحالي ، لا يوجد حل جيد بشكل خاص لنماذج الدُفعات ، ويمكننا فقط محاولة التكيف مع المواضع الرئيسية والتجريبية - للحصول على تأثير مرئي جيد ، ولكن يمكن استخدامها كأحد الاعتبارات الرئيسية في تطوير نماذج جديدة.
3. أوضاع عيب LCD الشائعة واتجاهات التصحيح
في الوقت الحاضر ، هناك أربعة أنماط للعيوب الشائعة كما هو موضح في الشكل أدناه ، وتتكون أسباب هذه العيوب بشكل أساسي من الأجزاء الثلاثة التالية: العيوب الناتجة عن ضعف النظر في مرحلة التصميم ، والعيوب الناجمة عن عدم الاستقرار في عملية الإنتاج ، والعيوب الناجمة عن العوامل الخارجية. وفقًا لأنواع مختلفة ، راجع تحليل المثال التالي على التوالي.
3.1 وميض العرض الناتج عن مشكلة ضبط معلمة تعويض درجة الحرارة
وصف المشكلة: تومض شاشة الراديو عند درجة حرارة معينة.
تحليل السبب: من أجل ضمان تأثير العرض في ظل نطاق درجة حرارة أكبر ، فإن شريحة مشغل LCD للراديو لها وضعان للعمل ، ويتم تحديد النقطة الحرجة للتبديل عند 10 درجات ؛ عندما يكتشف الراديو درجة الحرارة المحيطة في وضعه عندما تطفو نقطة التبديل الحرجة لأعلى ولأسفل ، سيتم تبديل وضع العمل باستمرار ؛ لا يقوم برنامج الراديو والمشغل بمعالجة انتقال سلسة عند نقطة التبديل الحرجة ، وسوف تومض الشاشة في هذا الوقت.
تدابير التحسين: تعديل برنامج الراديو والمستقبل ، وإضافة التحكم في التباطؤ عند النقطة الحرجة لدرجة حرارة التبديل في وضع عمل الشاشة ، ومعالجة جهد مصدر الطاقة للشاشة عند التبديل لتجنب وميض الشاشة. الشكل 3-1 أ هو منحنى تعويض درجة الحرارة قبل التعديل ، و 3-1 ب هو منحنى درجة الحرارة بعد التعديل.
3.2 يتم عرض النقاط المضيئة العشوائية في درجات حرارة عالية بسبب عدم التوافق بين متطلبات شريحة برنامج تشغيل العرض وبرمجة البرنامج
وصف المشكلة: تنتج شاشات الكريستال السائل نقاطًا ساطعة عشوائية تحت درجة حرارة عالية.
تحليل السبب: مواصفات شريحة مشغل LCD لها متطلبات محددة للتوقيت والجهد ، ووقت الاحتفاظ بالبيانات هو 450ns ؛ يمكن أن يصل وقت الاحتفاظ بالبيانات في تصميم البرنامج إلى 60 ثانية فقط ، من أجل تلبية متطلبات 450 نانوثانية ، يستخدم التصميم الحالي المقاومة وتأخر شبكة السعة (المقاومة والسعة) ؛ في بيئة درجات الحرارة المرتفعة ، ستنخفض قيمة المقاومة مع زيادة درجة الحرارة ، مما يتسبب في عدم صحة التسلسل الزمني لعقد البيانات ، مما يؤدي إلى ظهور نقاط مضيئة عشوائية.
إجراءات التحسين: تم القضاء على مشكلة النقاط المضيئة العشوائية تمامًا عن طريق استبدال شريحة مشغل LCD ، ولكن يلزم إجراء اختبارات تحقق كافية.
تختلف العيوب الناتجة عن وجود أجسام غريبة في شاشة LCD أو الاتصال الضعيف / الدائرة القصيرة الناتجة عن عملية الإنتاج اعتمادًا على الموقع الذي تم إسقاطه أو ضعف الاتصال به ، كما ستتغير ظواهر الأعطال المحتملة وفقًا لذلك.
3.3 العيوب الناتجة عن سقوط أجسام غريبة في شاشة LCD
الأنواع الشائعة من الأجسام الغريبة موضحة في الشكل 3-2 أ ، ب:
مخطط المراقبة: من الضروري إجراء تحليل مفصل لتكوين المادة الغريبة ، والعثور على مصدرها الدقيق بعد التأكد من تركيبها ، ثم ضبط العملية لمنع نفس المادة الغريبة من الوقوع فيها مرة أخرى.
3.4 العيوب الناتجة عن عملية إنتاج شاشات الكريستال السائل غير المستقرة
الأضرار الشائعة موضحة في الشكل 3-3 أ ، ب ، ج:
الحل: في حالة وجود مواد أخرى في الوضع التالف ، يلزم أيضًا فحص التركيب. عزز إدارة النظافة لخط الإنتاج لمنع عرق الموظف من التساقط على المنتجات شبه النهائية - ، وزيادة التحكم في المعدات لتقليل فرصة لمس الأيدي البشرية مباشرة - للمنتجات شبه النهائية ، واستخدام الأدوات لمنع الأخطاء في العملية.
يمكن التحكم في المشكلات المذكورة أعلاه مؤقتًا عن طريق الفحص المُحسَّن ، مثل - فحص الجهد العالي للمنتجات شبه النهائية - وفحص العمل للمنتجات النهائية في - درجات حرارة عالية {2} وعالية { {3}} بيئات الرطوبة. يمكن أن يحسن بشكل فعال معدل الكشف عن العيوب الفعالة المبكرة ويقلل من تدفق المنتجات المعيبة.
3.5 العيوب الناتجة عن تلف شاشة LCD بسبب القوة الخارجية أثناء التجميع
الأضرار الشائعة موضحة في الشكل 3-4 أ و ب:
مخطط التحكم: عند تجميع المعدات الكهربائية باستخدام شاشة LCD في الورشة ، من الضروري تجنب الاتصال المباشر بسطح شاشة LCD قدر الإمكان ، مما يتسبب في حدوث ضغط يؤدي إلى ضعف العرض أو حتى تلف الزجاج.
3.6 العيوب الناتجة عن فشل الدائرة الطرفية
تظهر الأخطاء الشائعة في الشكل 3-5 أ ، ب ، ج:
الحل: يحتاج مورد التجميع إلى تعزيز مراقبة الجودة الداخلية ، مثل نظافة خط الإنتاج ، وضمان تأثير اللحام ، وفحص المكونات الواردة. ومن خلال فحص المصنع المناسب للتجميع للكشف عن المنتجات المخفية في وقت مبكر لمنعها من التدفق إلى أيدي العملاء. الطرق الشائعة هي: العمل بدرجة حرارة عالية ، محاكاة اهتزاز بيئة النقل ، إلخ.
4. الخلاصة
يتم استخدام تقنية عرض الكريستال السائل بشكل متزايد في مجال السيارات ، كما أن اتجاه التطوير الخاص بها يحتوي أيضًا على اللون الأحادي الأصلي ، والدقة المنخفضة ، وزاوية الرؤية الضيقة لشاشة LCD القديمة التي تتحول تدريجياً إلى اللون ، والدقة العالية ، وزاوية الرؤية الواسعة. من المتوقع أن يكون تأثير عرض شاشة LCD للسيارة في المستقبل هو نفس تأثير أجهزة الكمبيوتر المنزلية وأجهزة التلفزيون ، وسيصبح المحتوى المعروض أكثر وأكثر وفرة ، مما يخلق بيئة قيادة أكثر راحة للمستخدمين. من وجهة نظر الجودة ، نحتاج أيضًا إلى مواكبة العصر ، وفهم ديناميكيات الصناعة باستمرار ، واستيعاب أحدث المعارف لضمان جودة منتج أكثر استقرارًا. هناك طريق طويل لنقطعه.
المراجع:
[1] GHHeilmeier، LABarton and LAZ Anoni: Appl.Proc.IEEE، 1968.
[2] Y.Taira و D.Nakano و H.Numata و A.Nishikai و S.Ono و F.Yamada و M.Suzuki و M.Noguchi و R.Sing و EGColgan.Low - power LCD باستخدام نظام بصري جديد ، ملخص SID02. 2002: 1313-1315.
[3] Henri JB Jagt ، Hugo J. Cornelissen ، Dirk J. Broer ، Cees WM Bastiaansen ، Micro - دليل ضوئي منظم بانبعاث الضوء متعدد الأبعاد لإضاءة LCD ، ملخص SID02. 2002: 1236-1239.
[4] شيانغ هواكون. بحث حول التقنيات الرئيسية لنظام الملاحة في السيارة ، أطروحة الدكتوراه من جامعة بكين للتكنولوجيا.
